Решение

В соответствии с Правилами пожарной безопасности и ПУЭ склад относится к взрывоопасным помещениям класса В-II а.

По устройству молниезащиты согласно [25] склад относится к III категории и подлежит защите от прямых ударов молнии, заноса высоких потенциалов по наземным и подземным коммуникациям, а также от электростатической и электромагнитной индукции.

Так как здание имеет небольшие размеры, прямоугольного плана, то защиту от прямых ударов молнии целесообразно выполнить одиночным стержневым молниеотводом, зоны, защиты которого показаны на рисунке 10.1

1. Определяем тип зоны защиты. Ожидаемое число поражений склада молнией в год:

_(10.1)

где h – наибольшая высота здания или сооружения;

n – удельная плотность ударов молнии в землю, 1/(км² · год).

Согласно [25] n = 5,5.

Так как N < I, то для склада должна быть обеспечена зона защиты типа 0_в. Зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀ < h. Габариты зоны определяются двумя параметрами высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли r₀.

2. Предварительно определяем высоту молниеотвода h при (молниеприемник устанавливаем в центре крыши из условия перекрытия конька здания).

_(10.2)

Рисунок 10.1 – Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода на

сельскохозяйственном объекте

3. Определяем зону защиты принятого молниеотвода

_(10.3)

4.Определяем высоту конуса h₀ и радиус конуса на уровне земли r₀.

h₀=0,7∙17=12м.

r₀ =0,6∙17=10м.

5. Склад защищен от прямых ударов молнии т.к. полностью находится внутри конусообразного пространства, зоны защиты молниеотвода.

Пример 2. Расчет многократного стержневого молниеотвода

Исходные данные

Требуется защитить от прямых ударов молнии коровник, длина которого (по крыше) L_к=55 м, ширина S=11,2 м; высота конька крыши = 5,1 м; высота стены = 2,3 м. Коровник рассчитан на 100 голов КРС. Коровник расположен в местности с 80 грозовых часов в год. Грунт двухслойный ρ₁=150 Ом/м. =2 м, ρ₂=450 Ом/м.

Решение

1. Для коровника не менее чем на 100 голов всех возрастов и групп животных требуется молниезащита III категории при 40 и более грозовых часов в год (при этом используется зона 0_в).

Следовательно, для рассматриваемого случая требуется молниезащита III категории с использованием зоны 0_в.

2. Так как длина здания существенно превышает его ширину (примерно 5 раз), целесообразно использовать пять стержневых молниеотводов, расположенных друг от друга на расстоянии L=13 м.

3. Зададимся h_c = h_х1=5,1 м, где h_c – высота зоны защиты на середине прямой, соединяющей два соседних молниеотвода, т.е. при . При заданных L и h_c находим наименьшую возможную высоту молниеотвода.

h_min = 0,89∙h_с+0,124∙L (10.4)

h_min =0,89·5,1+0,124·13=6,15 м

4. Находим половину ширины крыши:

5. Проверяем, не входит ли крыша за пределы зоны защиты на наиболее узком месте – середине расстояния между соседними молниеотводами при наименьшей высоте молниеотвода h_min = 6,15 м и расположении молниеотводов по середине крыши.

Высота стены h_х2 = 2,3 м

Находим

R₀ = r_с=1,5∙ h= 1,5·6,15=9,22 м – это на уровне земли. На этом уровне ширина зоны защиты больше ширины здания, т.е. 9,22 >5,6.

Находим ширину зоны защиты посредине между молниеотводами на высоте h_х2

(10.5)

Следовательно, часть крыши на этой высоте не попадает в зону защиты, поэтому необходимо увеличить высоту молниеотвода.

Увеличим высоту молниеотвода до и определим для этой высоты радиус зоны защиты на уровне земли r₀ и ширину зоны посредине между молниеотводами на высоте h_х2

При большей высоте молниеотводов уровень высоты зоны защиты Б посредине между соседними молниеотводами увеличивается до некоторого значения . Находим , а затем на том же уровне

(10.6)

Посредине между молниеотводами на высоте крыша находится в зоне защиты.

Крайние молниеотводы расположены от концов крыши на расстоянии

Определим расстояние в плане от ближайшего к торцу здания молниеотвода до угла крыши

(10.7)

Для торцевых областей радиус зоны защиты определяется для двойных и одиночных стержневых молниеотводов по одним и тем же формулам.

Коровник защищен от прямых ударов молнии т.к. полностью находится внутри конусообразного пространства, зоны защиты молниеотвода.

Пример 3. Расчет одиночного тросового молниеотвода

Исходные данные

Требуется защитить от прямых ударов молнии гараж, длина которого (по крыше) L_к=25 м, ширина S=10 м; высота конька крыши = 8 м.

На рисунке 10.2. представлена зона защиты молниеотвода одиночного тросового, высота которого h-150 м, h — высота троса в середине пролета.

Решение

Тросовый молниеотвод имеет определенную стрелу провеса, т.е. высота молниеотвода h в точке максимального провеса троса всегда меньше высоты опоры h_оп тросового молниеотвода. С целью уменьшения нагрузки на опоры из-за тяжеления по тросу стрелу провеса стального троса площадью сечения 35—50 мм², а также при известной высоте опор h_оп и длине пролета, мы можем найти высоту троса (в метрах): h = h_оп — 2 при а < 120 м; h = h_оп — 3 при 120 < а < 150м.

Рисунок 10.2. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.

Зона 1 – граница зоны защиты на уровне h_x

Зона 2 – граница зоны защиты на уровне земли

Торцевые части зон защиты строят аналогично зоне защиты стержневых молниеотводов высотой, равной высоте тросового молниеотвода, однако имеют другие габариты. Часть зоны под тросом ограничивается плоскостями, проведенными через торцевые зоны по касательным.

Габаритные значения зоны защиты одиночного тросового молниеотвода следующие:

Зона 0_А:

Зона 0_в:

Формула для расчёта высоты одиночного тросового молниеотвода зоны типа 0_в, если известны значения h_x и r_x:

(10.8)

1. Определяем тип зоны защиты. Ожидаемое число поражений гаража молнией в год:

где h – наибольшая высота здания или сооружения;

n – удельная плотность ударов молнии в землю, 1/(км² · год).

Согласно [25] n = 5,5.

Тип зоны 0_в

Высота расположения стального троса при r_x=S/2

=

Высота опор

h_оп = h+2=17.74+2=19.74 м

Высота вершины конуса зоны защиты

h₀=0.92∙h=0.92∙17.74=16.3 м (10.9)

Радиус зоны защиты на уровне земли

r₀=1.7∙h=1.7∙17.74=30.1 м

Радиус зоны защиты на уровне здания

Таким образом, границы зон защиты на высоте здания r_x=15,4м и на уровне земли r₀=30.1 м обеспечивает защиту гаража от поражения молнией.

Приложение 11

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТА

Вопросы пожарной безопасности объектов – важнейшая составляющая эксплуатации зданий и сооружений, требующая постоянного внимания и контроля ответственных лиц организаций. Наибольшая пожарная нагрузка, а значит, и опасность, сосредоточена, как правило, в производственных и складских зданиях и помещениях. Поэтому требования действующих нормативных правовых актов классифицируют подобные объекты по взрывопожарной и пожарной опасности и предусматривают соответствующие противопожарные мероприятия.

Требования к категорированию помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности установлены нормами пожарной безопасности НПБ 5-2005 «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

Не установив категорию по НПБ 5-2005, невозможно в проекте и при эксплуатации объекта определить противопожарные требования, необходимые в соответствии с действующими техническими нормативными правовыми актами. Напрямую зависят от категории по взрывопожарной и пожарной опасности и вопросы размещения складских и производственных помещений в зданиях по этажам, площади пожарных отсеков и секций.

В настоящее время определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным от высшей (А) к низшей (Д) в таблице:

Таблица 11.1

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А (взрывопожароопасная)	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б (взрывопожароопасная)	Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28оС, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПa
B1-В4 (пожароопасные)	ЛВЖ, ГЖ и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом взрываться и гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б
Г1	ГГ, ЛВЖ, ГЖ, твердые горючие вещества и материалы, используемые в качестве топлива
Г2	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии, горючие вещества и материалы в таком количестве, что удельная пожарная нагрузка на участке их размещения в помещении не превышает 100 МДж/кв.м
Допускается относить к категории В4 помещения, в которых находятся: горючие и трудногорючие жидкости с температурой вспышки 120 С и выше в системах смазки, охлаждения и гидропривода оборудования массой менее 60 кг на единицу оборудования при давлении в системе менее 0,2 МПа; твердые трудногорючие вещества и материалы, строительные материалы группы горючести Г1 в качестве временной пожарной нагрузки; электрические кабели для запитки технологического и инженерного оборудования, приборов освещения (за исключением маслонаполненных); ГГ (при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категории А); негорючие грузы в горючей упаковке (для складских помещений). Допускается относить к категории Д помещения, в которых находятся предметы мебели на рабочих местах, а также помещения с мокрыми процессами (охлаждаемые камеры, помещения мойки и подобные им помещения).

32